WO1999007691A2 - Verfahren zur herstellung von l-ascorbinsäure - Google Patents

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    • C07D307/62Three oxygen atoms, e.g. ascorbic acid

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of L-ascorbic acid by reacting 2-keto-L-gulonic acid with concentrated mineral acid at temperatures between 40 and 80 ° C.
  • the invention relates in particular to a process for the preparation of L-ascorbic acid, characterized in that the reaction is carried out at temperatures between 50 and 70 ° C.
  • the novel process according to the invention makes it possible to obtain L-ascorbic acid in high yields by lactonizing 2-keto-L-gulonic acid with concentrated mineral acid.
  • Another advantage is the associated lower energy consumption and thus a lower environmental impact.
  • the process according to the invention proves to be advantageous if the 2-keto-L-gulonic acid and the hydrochloric acid are used in a ratio of 1: 3.
  • the invention thus also relates to a process in which the 2-keto-L-gulonic acid and the mineral acid are used in a ratio of 1: 3.
  • concentration can be varied over a wide range. Both a more concentrated and a more dilute driving style can be carried out.
  • the weight ratio of 2-keto-L-gulonic acid / concentrated mineral acid can be, for example, between 10: 1 and 1:10.
  • the loading is particularly preferred. rich between 1: 2 and 1: 4, a ratio of 1: 3 is particularly advantageous.
  • Mineral acid means e.g. Hydrochloric acid, phosphoric acid or sulfuric acid.
  • the concentrated mineral acids are preferably used.
  • the invention also relates to a process as described, characterized in that concentrated hydrochloric acid is used as the mineral acid.
  • the invention also relates to a process as described, characterized in that a mixture consisting of 2-keto-L-gulonic acid and concentrated mineral acid is heated to the desired reaction temperature.
  • the reaction time is usually between 1 and 5 hours, in particular between 2 and 4 hours, a reaction time of approximately 3 hours is particularly preferred.
  • the processing takes place according to known methods, e.g. through activated carbon treatment, filtration, removal of the solvent and crystallization.
  • the yields of L-ascorbic acid are generally over 90%, so that complex cleaning steps can be dispensed with. All temperatures above and below are given in ° C. example 1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von L-Ascorbinsäure durch Umsetzung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit konzentrierter Mineralsäure bei Temperaturen zwischen 40 und 80°C.

Description

Verfahren zur Herstellung von L-Ascorbinsäure
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von L- Ascorbinsäure durch Umsetzung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit konzentrierter Mineralsäure bei Temperaturen zwischen 40 und 80° C.
Gegenstand der Erfindung ist insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von L-Ascorbinsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion bei Temperaturen zwischen 50 und 70° C durchführt.
Bekannt sind Verfahren zur Herstellung von Ascorbinsäure in einem Schritt durch Umsetzung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit einer Säure. In der US 5 2,185,383 ist die Umsetzung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit konzentrierter Salzsäure und Essigsäure als Lösungsmittel beschrieben. In der japanischen ungeprüften Anmeldung 58-177986 ist ein Verfahren zur Herstellung von L-Ascorbinsäure beschrieben, bei dem zuerst eine Lösung von f) Natrium-2-Keto-L-Gulonsäure in Ethanol und Aceton mit Salzsäure neutralisiert wird. In der japanischen geprüften Anmeldung 48-15931 wird die Umsetzung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit einer Mineralsäure in einem inerten Lösungsmittel und in Gegenwart einer oberflächenaktiven Substanz beschrieben. Ebenso wird die Herstellung von L-Ascorbinsäure aus- 5 gehend von 2-Keto-L-Gulonsäureanhydrid in Gegenwart einer oberflächenaktiven Substanz in WO 87/00839 beschrieben. In EP 0 324 261 und in GB 2,205,567 wird die Umsetzung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit einer Säure in einem Gemisch inerter Lösungsmittel in Gegenwart einer Q oberflächenaktiven Substanz beschrieben.
Die Umsetzung von 2-Keto-L-gulonsäure mit 36 %iger Salzsäure ist in der
DE 2939052 beschrieben. Hier wird nach einer Reaktion bei 100° C und nach Abdestillieren der Salzsäure die L-Ascorbinsäure in einer Ausbeute von 87 % erhalten. 5 Überraschenderweise ergaben Untersuchungen im Rahmen der L-Ascor- binsäuresynthese, daß hohe Ausbeuten erzielt werden, wenn die Reaktion bei Temperaturen zwischen 40 und 80°, insbesondere zwischen 50 und 70° C, durchgeführt wird. Als insbesonders bevorzugt hat sich zur Durchführung der Reaktion ein
Temperaturbereich von 57 bis 63° C erwiesen.
Das erfindungsgemäße neue Verfahren ermöglicht es, L-Ascorbinsäure durch Lactonisierung von 2-Keto-L-Gulonsäure mit konzentrierter Mineralsäure in hohen Ausbeuten zu erhalten.
Als besonders vorteilhaft erweist sich, daß bei den niedrigeren Temperaturen die Zersetzung der erhaltenen Ascorbinsäure wesentlich langsamer erfolgt, als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren (z.B. DE 2939052; Verfahren bei 100° C).
Als weiterer Vorteil erweist sich der damit verbundene geringere Energieverbrauch und somit eine geringere Umweltbelastung.
Darüberhinaus erweist es sich als vorteilhaft, im Vergleich zum Stand der Technik, daß ohne organische Lösungsmittel gearbeitet werden kann.
Vorteilhaft erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren, wenn die 2- Keto-L-gulonsäure und die Salzsäure in einem Mengenverhältnis von 1 :3 eingesetzt werden.
Gegenstand der Erfindung ist somit auch ein Verfahren, bei dem die 2- Keto-L-gulonsäure und die Mineralsäure im Verhältnis 1 :3 eingesetzt werden.
Die Konzentration kann aber in weiten Bereichen variiert werden. Es ist sowohl eine konzentriertere als auch eine verdünntere Fahrweise durchführbar.
Das Gewichtsverhältnis 2-Keto-L-gulonsäure/konzentrierte Mineralsäure kann z.B. zwischen 10:1 und 1 :10 liegen. Besonders bevorzugt ist der Be- reich zwischen 1 :2 und 1 :4, ganz besonders vorteilhaft ist ein Verhältnis von 1 :3.
Mineralsäure bedeutet z.B. Salzsäure, Phosphorsäure oder Schwefelsäure. Bevorzugt werden die konzentrierten Mineralsäuren eingesetzt.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren, wie beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralsäure konzentrierte Salzsäure verwendet wird.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren, wie beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch, bestehend aus 2-Keto-L- gulonsäure und konzentrierter Mineralsäure, auf die gewünschte Reaktionstemperatur erhitzt.
Die Reaktionszeit liegt üblicherweise zwischen 1 und 5 Stunden, insbesondere zwischen 2 und 4 Stunden, besonders bevorzugt ist eine Reaktionszeit von ungefähr 3 Stunden.
Die Aufarbeitung erfolgt nach an sich bekannten Methoden, z.B. durch Aktivkohle-Behandlung, Filtration, Entfernen des Lösungsmittels und Kristallisation.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren liegen die Ausbeuten an L-Ascorbinsäure in der Regel über 90 %, so daß aufwendige Reinigungsschritte entfallen können. Vor- und nachstehend sind alle Temperaturen in °C angegeben. Beispiel 1
100 g 2-Keto-L-Gulonsäure werden in 300 g 37 %ige Salzsäure eingetra- gen. Danach wird der Ansatz auf 58° aufgeheizt und 3 Stunden bei dieser
Temperatur gehalten.
Nach Entfernung der Salzsäure und Aufarbeitung erhält man eine Ausbeute an L-Ascorbinsäure von 91 ,4 % d.Th.
Beispiel 2
100 g 2-Keto-L-Gulonsäure werden in 300 g 37 %ige Salzsäure eingetragen. Danach wird der Ansatz auf 59-60° aufgeheizt und 3 Stunden bei dieser Temperatur gehalten. Nach Entfernung der Salzsäure und Aufarbeitung erhält man eine Ausbeute an L-Ascorbinsäure von 90,2 % d.Th.
Beispiel 3
100 g 2-Keto-L-Gulonsäure werden in 300 g 37 %ige Salzsäure eingetragen. Danach wird der Ansatz auf 59-60° aufgeheizt und ca. 1 ,5 Stunden Stunden bei dieser Temperatur gehalten.
Nach Entfernung der Salzsäure und Aufarbeitung erhält man eine Ausbeute an L-Ascorbinsäure von 88,4 % d.Th.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von L-Ascorbinsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man 2-Keto-L-gulonsäure mit konzentrierter Mineralsäure bei Temperaturen zwischen 40 und 80° C umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion bei Temperaturen zwischen 50 und 70° C durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 2-Keto-L-gulonsäure und die Mineralsäure im Verhältnis 1 :3 eingesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als Mineralsäure konzentrierte Salzsäure verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch, bestehend aus 2-Keto-L-gulonsäure und konzentrierter Mineralsäure, auf die gewünschte Reaktionstemperatur bringt.
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